使用Guava对并发应用程序进行基于对象的微锁定

编写并发Java应用程序时最令人讨厌的问题之一是对线程之间共享的资源的处理，例如Web应用程序的会话和应用程序数据。结果，如果应用程序的并发级别很低，许多开发人员选择根本不同步这些资源。例如，不太可能同时访问会话资源：如果请求周期在很短的时间内完成，那么当第一个请求周期仍在进行时，用户不太可能使用第二个浏览器选项卡发送并发请求。随着Ajax驱动的Web应用程序的兴起，这种信任方法的确变得越来越危险。在Ajax应用程序中，例如，用户可以在另一个浏览器窗口中启动类似任务时，请求完成一项较长时间的任务。如果这些任务访问或写入会话数据，则需要同步此类访问。否则，您将面临细微的错误，甚至会遇到安全问题，例如本博客文章中指出的那样。

Java的synced关键字是引入锁的一种简单方法。例如，此示例仅在需要将新实例写入会话时才阻塞请求周期的线程。

HttpSession session = request.getSession(true);
if (session.getAttribute("shoppingCart") == null) {synchronize(session) {if(session.getAttribute("shoppingCart")= null) {cart = new ShoppingCart();session.setAttribute("shoppingCart");}}
}
ShoppingCart cart = (ShoppingCart)session.getAttribute("shoppingCart");
doSomethingWith(cart);

此代码会将新的ShoppingCart实例添加到会话中。每当找不到购物车时，该代码将获取当前用户会话的监视器，并将新的ShoppingCart添加到当前用户的HttpSession中。但是，此解决方案具有以下缺点：

每当通过与上述相同的方法将任何值添加到会话中时，任何正在访问当前会话的线程都将阻塞。当两个线程尝试访问不同的会话值时，也会发生这种情况。这将使应用程序的限制更加严格。
Servlet API实现可能选择实现HttpSession而不是一个单例实例。在这种情况下，整个同步将失败。（但是，这不是Servlet API的常见实现。）

最好找到要与HttpSession实例同步的其他对象。但是，创建此类对象并在不同线程之间共享它们会带来相同的问题。避免这种情况的一种好方法是使用既固有并发又允许使用弱键的Guava缓存：

LoadingCache<String, Object> monitorCache = CacheBuilder.newBuilder().weakValues().build(new CacheLoader<String, Object>{public Object load(String key) {return new Object();}});

现在我们可以这样重写锁定代码：

HttpSession session = request.getSession(true);
Object monitor = ((LoadingCache<String,Object>)session.getAttribute("cache")).get("shoppingCart");
if (session.getAttribute("shoppingCart") == null) {synchronize(monitor) {if(session.getAttribute("shoppingCart")= null) {cart = new ShoppingCart();session.setAttribute("shoppingCart");}}
}
ShoppingCart cart = (ShoppingCart)session.getAttribute("shoppingCart");
doSomethingWith(cart);

Guava缓存是自填充的，将仅返回一个Monitor Object实例，该实例可用作对共享会话资源的锁定，该资源由shoppingCart普遍标识。 Guava缓存由ConcurrentHashMap支持，该ConcurrentHashMap通过仅在映射键的哈希值存储桶上进行同步来避免同步。结果，使应用程序成为线程安全的，而不会全局阻止它。另外，您不必担心内存用完，因为如果不再使用监视器（和相关的缓存条目），则会被垃圾回收。如果您不使用其他缓存，甚至可以考虑使用软引用来优化运行时间。

当然可以完善这种机制。例如，可以返回一个ReadWriteLock而不是返回Object实例。同样，在会话启动时实例化LoadingCache也很重要。这可以通过例如HttpSessionListener来实现。

参考： My日常Java博客中的JCG合作伙伴 Rafael Winterhalter提供的Guava ，用于并发应用程序的基于对象的微锁定。